通信原理教程3

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1、概述模拟调制：用来自信源的基带模拟信号去调制某载波。载波：确知的周期性波形－余弦波：式中，A为振幅；0为载波角频率；0为初始相位。定义：调制信号m(t)－自信源来的信号已调信号s(t)－调制后的载波称为已调信号调制器－进行调制的部件第三章模拟线性调制图3.1.1调制器调制器已调信号s(t)调制信号m(t)1调制的目的：频谱搬移－适应信道传输、合并多路信号提高抗干扰性模拟调制的分类：线性调制：调幅、单边带、双边带、残留边带…非线性调制（角度调制）：频率调制、相位调制23.1双边带调幅基本概念设载波为：c(t)

2、=Acos0t=Acos2f0t调制信号为能量信号m(t)，其频谱为M(f)载波：c(t)相乘结果：s(t)滤波输出：s(t)式中，s(t)调制信号m(t)Acos0tH(f)已调信号s(t)M(f)f0S(f)f0f-f00(a)输入信号频谱密度(b)输出信号频谱密度33.1.1常规调幅（AM）基本原理假设调制信号为单频余弦信号：则调幅信号为：其中：对于βAM有三种情况：对于一般信号：453.1.1常规调幅（AM）对上式写出傅立叶变换对：可得调幅信号的频域表达式：令θc=0,有下式：67调幅信号的

3、平均功率可由信号的均方值求出：假设调制信号无直流分量，有：可得：8定义边带功率与总功率之比为调制效率：对于单频余弦信号：有：93.1.2抑制载波双边带调幅（DSB-SC）原理：调制信号m(t)没有直流分量时，得到DSB信号。频谱：两个边带包含相同的信息。10双边带信号的时间波形表达式为：相应的已调信号的频谱表达式为：相应的平均功率为：113.1.3调制与解调1、调制123.1.3调制与解调设双极性性周期信号c(t)对应的傅立叶级数表示式为：与调制信号相乘后为：取上式傅立叶变换：1314152解调低通滤波后，得到

4、与调制信号乘上与调制载波完全相同的载波，表达式为：解调时所使用的载波与调制载波同频同相，称为相干解调仅当本地载波没有频率和相位误差时，输出信号才等于f(t)/2。[和调制信号仅差一个常数因子]优缺点：DSB信号可以节省发送功率，但接收电路较为复杂16例题：设接收的DSB信号为接收端的本地载波为两者相乘后，得到低通滤波后，得到图3.2.6双边带信号解调器原理方框图基带信号m(t)接收信号s(t)cos0tr(t)H(f)17常规调幅信号一般采用非相干解调（包络解调）整流器低通滤波器图3.2.4包络检波器解调

5、调幅信号183.2单边带调制(SSB)原理：两个边带包含相同的信息只需传输一个边带：上边带或下边带要求m(t)中无太低频率-f0HL(f)特性上边带(b)上边带滤波器特性和信号频谱上边带f00f图3.2.7单边带信号的频谱上边带S(f)上边带下边带HH(f)特性HH(f)特性(a)滤波前信号频谱(c)下边带滤波器特性和信号频谱S(f)S(f)-f00f-f0f0f下边带f019上边带滤波器传递函数为：下边带滤波器传递函数为：由单边带信号的形成过程可写出单边带信号的频谱为：3.2.1用滤波法形成单边带信号20S

6、SB优点：比DSB信号进一步节省发送功率和占用带宽。21实现滤波器的难易程度个过渡带与工作频率之间的相对值有关。定义单边带滤波器的归一化值：工程上，通常使用多级频率搬移和多级滤波的方法——多级滤波法22233.2.2用相移法形成单边带信号1、单频调制设单频调制信号为：双边带信号的时间波形表达式为：保留上边带的单边带调制信号为：保留下边带的单边带调制信号为：24其中：结论：由以上表达式可得到实现单边带调制的方法——相移法25262、希尔伯特变换有时在信号分析中，引入时间的复函数（复信号）计算例如：设信号f(t),

7、对应的解析信号为：对应的傅立叶变换为：满足频域因果性，有：则上式简化为：其中：27由上式可得：与下式对比后可得：同理可得：希尔伯特变换对28此外还有：因为：因此希尔伯特滤波器的传递函数为：可得频域表达式为：29303、一般情况下的时域表达式单边带信号的频谱为：有上式可得单边带信号的时域表达式为：由上边带和下边带传递函数可得所对应的冲击响应：31以下边带为例：可得：32希尔伯特变换对33由希尔伯特变换定义，上式可简化为：同理可求上边带信号的时间表达式为：上边带信号与下边带信号之和为：3435363.2.3单边带信

8、号的解调单边带信号的时间表达式为：低通滤波后，得到乘上相干载波后得：373.3残留边带调制(VSB)VSB调制的优点：解调时不需要本地载波，容许调制信号含有很低频率和直流分量。3.3.1残留边带信号的产生原理：VSB仍为线性调制。调制信号和载波相乘后的频谱为设调制器的滤波器的传输函数为H(ω)，则滤波输出的已调信号频谱为相应时间表达式为：38393.3.2残留边带信号的解调接收信号和本